CN115725394A - 气溶胶采样-上样装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种气溶胶采样‑上样装置及其方法，该气溶胶采样‑上样装置包括采样组件、存储组件和驱动组件，采样组件包括采样管，采样管用于采集待测空间内的气溶胶样本；存储组件包括用于存储病毒裂解液的第一存储件、用于存储消毒液的第二存储件、用于存储废液的第三存储件和用于留存样本液的第四存储件；驱动组件包括第一驱动件和第二驱动件，第一存储件和第二存储件分别与第一驱动件的进口可通断地连接，第一驱动件的出口和第二驱动件的进口分别与采样管相连，第三存储件和第四存储件分别与第二驱动件的出口可通断地连接，且第二驱动件的出口与对外输出气溶胶样本的注射针头相连。本发明解决了气溶胶采样复杂，且难以实现快速上样的技术问题。

Description

气溶胶采样-上样装置及其方法

技术领域

本发明涉及病原体采样、检测领域，进一步的，涉及一种气溶胶采样-上样装置及其方法，尤其涉及一种全自动化气溶胶采样与液路上样装置及其方法。

背景技术

生物因素带来的安全危害一直是人类面临的巨大挑战，尤其是对于高传染性的病毒，具有传染性更高、潜伏期更长的传播特点，防控难度较大，迫切需要一种可移动式生物安全实验室对公共空间实行在线监测。

近年来，在体外诊断行业，分子诊断技术已经发展为医疗卫生领域里最常用的手段之一。而核酸检测则是当下最具活力的细分技术之一，是实现病原体早期、快速、特异检测的最直接、最可靠、最灵敏的方法。通过核酸扩增进行病原体检测一般包含样本前处理、核酸提取、扩增、检测四个步骤，按照传统方式需要在中心实验室由专业人员进行样本的转移和试剂的配制等大量繁琐操作，由于配套仪器和空间有限，在样本开盖转移过程中极易对环境造成核酸污染，或出现由操作失误造成的假阳性、假阴性等问题。

目前，现有检测试剂盒的灵敏度在实验室条件下最高仅能实现对100copies/mL核酸样本的检测，常规的检测试剂盒也仅能实现对500-1000copies/mL的样本检测，难以实现对更低样本的检测，这对于低浓度样本量的检测(尤其是对空气气溶胶中、物品表面上的待检样本进行检测)而言，灵敏度远远不够。

针对相关技术中传统的病原体核酸检测及采集样本操作复杂、过度依赖专业条件和专业人员，无法实现全场景下快速上样，且在样本转移过程中极易造成核酸降解和污染的问题，目前尚未给出有效的解决方案。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种气溶胶采样-上样装置及其方法，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气溶胶采样-上样装置及其方法，将样本收集、转移、分配以及废液的收集与样本的留存等设备集成设置，摆脱了人工移液的繁琐操作以及对于专业实验室和人工的依赖，可在无人值守模式下实现真正的全自动化气溶胶采样与液路上样，进行全场景的病原体核酸检测。

本发明的目的可采用下列方案来实现：

本发明提供了一种气溶胶采样-上样装置，包括：

采样组件，所述采样组件包括采样管，所述采样管用于采集待测空间内的气溶胶样本；

存储组件，所述存储组件包括用于存储病毒裂解液的第一存储件、用于存储消毒液的第二存储件、用于存储废液的第三存储件和用于留存样本液的第四存储件；

驱动组件，所述驱动组件包括第一驱动件和第二驱动件，所述第一存储件和所述第二存储件分别与所述第一驱动件的进口可通断地连接，所述第一驱动件的出口和所述第二驱动件的进口分别与所述采样管相连，所述第三存储件和所述第四存储件分别与所述第二驱动件的出口可通断地连接，且所述第二驱动件的出口与对外输出气溶胶样本的注射针头相连。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一驱动件用于将所述第一存储件内的病毒裂解液输送至所述采样管内，以对所述采样管内气溶胶样本中传染性病原体进行灭活处理。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第二驱动件用于将所述采样管内已完成传染性病原体灭活处理的气溶胶样本输送至所述注射针头处，并通过所述注射针头输出至检测端上。

在本发明的一较佳实施方式中，分别改变所述第三存储件和所述第四存储件与所述第二驱动件的出口的通断状态，以通过所述第二驱动件将废液和留存的样本液分别输送至所述第三存储件内和所述第四存储件内。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一驱动件用于将所述第二存储件内的消毒液输送至所述采样管内，再通过所述第二驱动件将所述采样管内的消毒液分别输送至所述注射针头处和所述第三存储件内。

在本发明的一较佳实施方式中，所述采样组件还包括沿竖向设置的采样筒，所述采样筒的上部设置有进风口，所述采样管与所述采样筒的底部连通，所述采样管上或靠近所述采样管的位置上设置有检测液位的第一液位检测元件。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一存储件和所述第二存储件分别通过第一输液管路与所述第一驱动件的进口相连，以分别对外输送所述第一存储件中的病毒裂解液或所述第二存储件中的消毒液。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一输液管路包括第一分支管路和第二分支管路，所述第一分支管路连接于所述第一驱动件的进口与所述第一存储件之间，所述第二分支管路连接于所述第一驱动件的进口与所述第二存储件之间，所述第一输液管路上设置有内部形成有两条通道的第一阀件，所述第一阀件内的两条通道分别与所述第一分支管路和所述第二分支管路可通断地连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一驱动件的出口通过第二输液管路与所述采样管相连，所述第二输液管路上设置有第二阀件。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第二驱动件的进口通过第三输液管路与所述采样管相连，所述第三输液管路上设置有第三阀件和压力检测元件。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第二驱动件的出口通过第四输液管路与所述注射针头相连；

所述第四输液管路通过第五输液管路分别与所述第三存储件和所述第四存储件相连，以将废液输送至所述第三存储件内或将留存的样本液输送至所述第四存储件内。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第五输液管路包括第三分支管路和第四分支管路，所述第三分支管路连接于所述第四输液管路与所述第三存储件之间，所述第四分支管路连接于所述第四输液管路与所述第四存储件之间，所述第五输液管路上设置有内部形成有两条通道的第四阀件，所述第四阀件内的两条通道分别与所述第三分支管路和所述第四分支管路可通断地连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第四输液管路上设置有去泡器。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第四输液管路上且靠近所述注射针头的位置设置有第二液位检测元件。

本发明提供了一种气溶胶采样-上样方法，采用上述气溶胶采样-上样装置对气溶胶进行采样和上样处理，所述方法包括如下步骤：

准备病毒裂解液；

对待测空间内的气溶胶进行采样，获得气溶胶样本；

将灭活后的气溶胶样本输出至检测端；

剩余的气溶胶样本以废液形式进行收集或以留存样本形式进行收集；

对所述气溶胶采样-上样装置中的液路进行消毒。

在本发明的一较佳实施方式中，所述准备病毒裂解液包括：将所述气溶胶采样-上样装置中第一存储件内的病毒裂解液输送至所述气溶胶采样-上样装置中的采样管内，以对所述采样管内气溶胶样本中传染性病原体进行灭活处理。

在本发明的一较佳实施方式中，所述将灭活后的气溶胶样本输出至检测端包括：将所述采样管内已完成传染性病原体灭活处理的气溶胶样本输送至所述气溶胶采样-上样装置中的注射针头处，并通过所述注射针头输出至检测端上。

在本发明的一较佳实施方式中，所述剩余的气溶胶样本以废液形式进行收集或以留存样本形式进行收集包括：通过所述气溶胶采样-上样装置中第二驱动件将废液输送至所述气溶胶采样-上样装置中的第三存储件内，或者通过所述气溶胶采样-上样装置中第二驱动件将留存的样本液输送至所述气溶胶采样-上样装置中的第四存储件内。

在本发明的一较佳实施方式中，所述对所述气溶胶采样-上样装置中的液路进行消毒包括：将所述气溶胶采样-上样装置中第二存储件内的消毒液输送至所述采样管内，再通过所述第二驱动件将所述采样管内的消毒液分别输送至所述注射针头处和所述第三存储件内。

由上所述，本发明的气溶胶采样-上样装置及其方法的特点及优点是：通过采样管采集待测空间内的气溶胶样本，并通过第一驱动件将第一存储件内的病毒裂解液输送至采样管内，从而对采样管内气溶胶样本中传染性病原体进行灭活处理；之后通过第二驱动件将采样管内已完成传染性病原体灭活处理的气溶胶样本输送至注射针头处，并通过注射针头输出至检测端上进行检测；在检测后可根据实际情况，分别控制第三存储件和第四存储件与第二驱动件的出口的通断状态，即可通过第二驱动件将废液输送至第三存储件内，也可通过第二驱动件将需要留存的样本液输送至第四存储件内；最后，通过第一驱动件和第二驱动件将第二存储件内的消毒液输送至采样管内、注射针头处和第三存储件内，以完成对整个流路的消毒。本发明将样本收集、转移、分配以及废液的收集与样本的留存等设备集成设置，摆脱了人工移液的繁琐操作以及对于专业实验室和人工的依赖，可实现全自动化气溶胶采样与液路上样，进行全场景的病原体核酸检测。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

其中：

图1：为本发明气溶胶采样-上样装置的结构原理图。

图2：为本发明气溶胶采样-上样装置的结构示意图。

图3：为本发明气溶胶采样-上样装置的内部结构示意图。

图4：为本发明气溶胶采样-上样装置中采样组件的结构示意图。

图5：为本发明气溶胶采样-上样装置中存储组件的结构示意图。

图6：为本发明气溶胶采样-上样装置中驱动组件和阀组件的结构示意图。

图7：为本发明气溶胶采样-上样装置的控制框图。

图8：为本发明气溶胶采样-上样方法的流程图。

本发明中的附图标号为：

1、采样组件； 101、采样管；

102、采样筒； 103、进风口；

104、第一支架； 105、软管接口；

2、存储组件； 201、第一存储件；

202、第二存储件； 203、第三存储件；

204、第四存储件； 205、第三支架；

3、驱动组件； 301、第一驱动件；

302、第二驱动件； 4、阀组件；

401、第一阀件； 402、第二阀件；

403、第三阀件； 404、第四阀件；

5、第一液位检测元件； 6、第二液位检测元件；

7、压力检测元件； 8、去泡器；

9、注射针头； 10、第二输液管路；

11、第一输液管路； 1101、第一分支管路；

1102、第二分支管路； 12、第三输液管路；

13、第四输液管路； 14、第五输液管路；

1401、第三分支管路； 1402、第四分支管路；

15、检测端； 16、第二支架；

17、风机； 18、外壳；

19、控制器。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

实施方式一

如图1至图6所示，本发明提供了一种气溶胶采样-上样装置，该气溶胶采样-上样装置包括采样组件1、存储组件2和驱动组件3，采样组件1包括采样管101，采样管101用于采集待测空间内的气溶胶样本；存储组件2包括用于存储病毒裂解液的第一存储件201、用于存储消毒液的第二存储件202、用于存储废液的第三存储件203和用于留存样本液的第四存储件204；驱动组件3包括第一驱动件301和第二驱动件302，第一存储件201和第二存储件202分别与第一驱动件301的进口可通断地连接，第一驱动件301的出口和第二驱动件302的进口分别与采样管101相连，第三存储件203和第四存储件204分别与第二驱动件302的出口可通断地连接，且第二驱动件302的出口与对外输出气溶胶样本的注射针头9相连。

本发明中，通过采样管101采集待测空间内的气溶胶样本，并通过第一驱动件301将第一存储件201内的病毒裂解液输送至采样管101内，从而对采样管101内气溶胶样本中传染性病原体进行灭活处理；之后通过第二驱动件302将采样管101内已完成传染性病原体灭活处理的气溶胶样本输送至注射针头9处，并通过注射针头9输出至检测端15上进行检测；在检测后可根据实际情况，分别改变第三存储件203和第四存储件204与第二驱动件302的出口的通断状态，即可通过第二驱动件302将废液输送至第三存储件203内，也可通过第二驱动件302将需要留存的样本液输送至第四存储件204内；最后，通过第一驱动件301和第二驱动件302将第二存储件202内的消毒液输送至采样管101内、注射针头9处和第三存储件203内，以完成对整个流路的消毒。本发明将样本收集、转移、分配以及废液的收集与样本的留存等设备集成设置，摆脱了人工移液的繁琐操作以及对于专业实验室和人工的依赖，可实现全自动化气溶胶采样与液路上样，进行全场景的病原体核酸检测。

其中，待测空间可为但不限于医院、出入境关口、集会活动等需要筛查的公共空间。

本发明中，通过第一驱动件301将第一存储件201内的病毒裂解液输送至采样管101内，以对采样管101内气溶胶样本中传染性病原体进行灭活处理；通过第二驱动件302将采样管101内已完成传染性病原体灭活处理的气溶胶样本输送至注射针头9处，并通过注射针头9输出至检测端15上；通过分别控制第三存储件203和第四存储件204与第二驱动件302的出口的通断状态，以通过第二驱动件302将废液和留存的样本液分别输送至第三存储件203内和第四存储件204内；通过第一驱动件301将第二存储件202内的消毒液输送至采样管101内，再通过第二驱动件302将采样管101内的消毒液分别输送至注射针头9处和第三存储件203内。

在本发明的一个可选实施例中，如图1至图4所示，采样组件1还包括沿竖向设置的采样筒102，采样筒102的上部设置有进风口103，采样管101的顶部开口与采样筒102的底部连通，采样管101上或靠近采样管101的位置上设置有检测液位的第一液位检测元件5。通过采样筒102对由进风口103进入的空气进行沉积采样，通过采样管101对采样筒102内气溶胶样本进行收集，通过第一液位检测元件5可检测病毒裂解液进入采样管101内后采样管101内的液位高度，达到预设的液位高度(保证病毒裂解液能够对采样管101内气溶胶样本中传染性病原体进行灭活)后，即可停止向采样管101内注入病毒裂解液。

其中，第一液位检测元件5可为但不限于粗径液位传感器。

进一步的，如图1所示，采样筒102的上部呈竖向设置的圆筒状结构，采样筒102的下部呈由上至下缩口的漏斗状结构，以便采样筒102在采集到气溶胶样本后能够将气溶胶样本顺利引入至采样管101内。

进一步的，如图1所示，采样筒102的进风口103处设置有风机17，通过风机17可将待测空间内的空气引入至采样筒102内，以确保对空气中的气溶胶样本进行顺利采样。

在本发明的一个可选实施例中，如图3、图4所示，采样组件1还包括第一支架104，第一支架104为矩形框架结构，采样筒102和采样管101均固定设置于第一支架104上。通过第一支架104起到对采样筒102和采样管101固定的作用，保证采样管101能够稳定安放于采样筒102的下方，且保证采样管101与采样筒102稳定连接。

进一步的，如图3、图4所示，采样管101的底部设有外接管路的软管接口105，通过软管接口105便于与输液管路连接。

在本发明的一个可选实施例中，如图1所示，第一存储件201和第二存储件202分别通过第一输液管路11与第一驱动件301的进口相连，以分别对外输送第一存储件201中的病毒裂解液或第二存储件202中的消毒液。第一输液管路11可为一条管路也可为两条管路，可分别满足第一存储件201和第二存储件202与第一驱动件301的进口的可通断连接关系即可。

具体的，如图1所示，第一输液管路11包括第一分支管路1101和第二分支管路1102，第一分支管路1101连接于第一驱动件301的进口与第一存储件201之间，第二分支管路1102连接于第一驱动件301的进口与第二存储件202之间，第一输液管路11上设置有内部形成有两条通道的第一阀件401，第一阀件401内的两条通道分别与第一分支管路1101和第二分支管路1102可通断地连接。通过控制第一阀件401内两条通道不同的通断状态，可分别对第一分支管路1101和第二分支管路1102进行通断控制，进而可分别实现对病毒裂解液和消毒液的输送。

在本发明的一个可选实施例中，如图1所示，第一驱动件301的出口通过第二输液管路10与采样管101相连，第二输液管路10上设置有第二阀件402。通过控制第二阀件402的通断状态，可对第二输液管路10进行通断控制，进而可控制病毒裂解液和消毒液是否能输送至采样管101内。

其中，病毒裂解液可采用但不限于2019-nCoV病毒采集裂解液。

其中，消毒液可采用但不限于75％乙醇消毒液。

在本发明的一个可选实施例中，如图1所示，第二驱动件302的进口通过第三输液管路12与采样管101相连，第三输液管路12上设置有第三阀件403和压力检测元件7，第二驱动件302的出口通过第四输液管路13与注射针头9相连。通过第二驱动件302可将采样管101内已完成传染性病原体灭活处理的气溶胶样本依次通过第三输液管路12和第四输液管路13输送至注射针头9处，并通过注射针头9输出至检测端15，完成上样。通过压力检测元件7实时采集输液管路内的压力参数，从而判断输液管路的流体输送是否正常。

进一步，压力检测元件7可为但不限于压力传感器。

进一步的，检测端15可为但不限于可对传染性病原体进行检测的检测芯片。

进一步的，如图1所示，第四输液管路13通过第五输液管路14分别与第三存储件203和第四存储件204相连，以将废液输送至第三存储件203内或将留存的样本液输送至第四存储件204内。第五输液管路14可为一条管路也可为两条管路，可分别满足第三存储件203和第四存储件204与第四输液管路13的可通断连接关系即可。

具体的，如图1所示，第五输液管路14包括第三分支管路1401和第四分支管路1402，第三分支管路1401连接于第四输液管路13与第三存储件203之间，第四分支管路1402连接于第四输液管路13与第四存储件204之间，第五输液管路14上设置有内部形成有两条通道的第四阀件404，第四阀件404内的两条通道分别与第三分支管路1401和第四分支管路1402可通断地连接。通过控制第四阀件404内两条通道不同的通断状态，可分别对第三分支管路1401和第四分支管路1402进行通断控制，进而可分别实现将废液输送至第三存储件203内，或将需要留存的样本(呈阳性的样本需要留存)液输送至第四存储件204内，完成对气溶胶样本的转移和分配。

进一步的，如图1所示，第四输液管路13上设置有去泡器8。通过去泡器8去除输液管路内可能存在的气泡，保证输液管路内的稳定性，起到辅助上样的作用。

在本发明的一个可选实施例中，如图1、图3所示，第四输液管路13上且靠近注射针头9的位置设置有第二液位检测元件6。通过第二液位检测元件6可监测气溶胶样本是否输送至靠近注射针头9的位置，可用于判断气溶胶样本的注入时间，进而达到控制气溶胶样本的上样量的目的。

进一步的，第二液位检测元件6可为但不限于细径液位传感器。

进一步的，如图3、图6所示，气溶胶采样-上样装置还包括第二支架16，第二支架16为矩形框架结构，驱动组件3和阀组件4分别设置于第二支架16上，阀组件4包括第一阀件401、第二阀件402、第三阀件403和第四阀件404。通过第二支架16可分别为第一驱动件301、第二驱动件302、第一阀件401、第二阀件402、第三阀件403和第四阀件404提供安放位置，保证各元件设置的稳定性。

其中，第一驱动件301和第二驱动件302可为但不限于蠕动泵。

其中，第一阀件401、第二阀件402、第三阀件403和第四阀件404可为但不限于双通电磁夹管阀。在工作过程中，第一阀件401内的两个通道和第四阀件404内的两个通道根据不同的工作状态控制对应的通断状态；第二阀件402和第三阀件403仅一个通道接入输液管路，另一个通道始终处理关断状态。

进一步的，如图3、图5所示，存储组件2还包括第三支架205，第三支架205为矩形框架结构，第一存储件201、第二存储件202、第三存储件203和第四存储件204均设置于第三支架205上。通过第三支架205可分别为第一存储件201、第二存储件202、第三存储件203和第四存储件204提供安放位置，保证各元件设置的稳定性。

其中，第一存储件201、第二存储件202、第三存储件203和第四存储件204可为但不限于试管。当然，也可为其他容器，在此不做限定。

在本发明的一个可选实施例中，如图2、图3所示，气溶胶采样-上样装置还包括外壳18，采样组件1、存储组件2、驱动组件3和阀组件4均位于外壳18内，采样筒102的上部设置的进风口103伸出至外壳18的上方。

在本发明的一个可选实施例中，如图7所示，气溶胶采样-上样装置还包括控制器19，第一液位检测元件5的检测信号输出端、第二液位检测元件6的检测信号输出端和压力检测元件7的检测信号输出端分别与控制器19的检测信号接收端连接，控制器19的控制信号输出端与第一驱动件301的控制端、第二驱动件302的控制端、第一阀件401的控制端、第二阀件402的控制端、第三阀件403的控制端和第四阀件404的控制端连接，通过控制器19可接收第一液位检测元件5、第二液位检测元件6和压力检测元件7检测到的信号，并对第一驱动件301和第二驱动件302的工作状态以及对第一阀件401、第二阀件402、第三阀件403和第四阀件404的通断状态进行控制，实现全自动化控制。

本发明的气溶胶采样-上样装置的特点及优点是：

一、该气溶胶采样-上样装置集成度高，其将气溶胶采样与液路上样集成于一体，及时有效地避免了样本核酸在输送过程中的降解并导致污染的情况发生，一定程度上解决了气溶胶样本低拷贝浓度下，检测灵敏度难以达到要求的问题。

二、该气溶胶采样-上样装置自动化程度高，通过控制器19实现自动化控制，结合上位机内预设的控制程序，按照提前设定的时序逻辑即可自动完成采样、上样过程，完成上样后可自动进行消毒处理，操作简便、自动化程度高，可实现无人值守模式下的公共空间全场景病原体的在线监测。

三、该气溶胶采样-上样装置配合应用范围广，可采用工业通信Modbus协议进行控制，同时，可根据气溶胶样本量和主要检测的病原体指标不同，该气溶胶采样-上样装置可配合不同检测方式和扩增反应对气溶胶样本进行在线监测。

实施方式二

如图8所示，本发明提供了一种气溶胶采样-上样方法，该气溶胶采样-上样方法采用上述气溶胶采样-上样装置对气溶胶进行采样和上样处理，该气溶胶采样-上样方法包括如下步骤：

步骤S1：准备病毒裂解液；

进一步的，步骤S1中，将气溶胶采样-上样装置中第一存储件201内的病毒裂解液输送至气溶胶采样-上样装置中的采样管101内，以对采样管101内气溶胶样本中传染性病原体进行灭活处理。

具体的，第一存储件201内的病毒裂解液经过第一阀件401(第一阀件401中输送病毒裂解液的通道导通，输送消毒液的通道关断)，由第一驱动件301驱动，经过第二阀件402泵送至采样管101内，待第一液位检测元件5返回“液位已到达”的检测信号后，第一驱动件301停止工作、第一阀件401和第二阀件402均关闭。

步骤S2：对待测空间内的气溶胶进行采样，获得气溶胶样本；

具体的，采样管101与病毒裂解液准备好之后，通过控制器19定时控制风机17开启或人工开启，通过风机17将待测空间内的空气引入至采样筒102内，完成采样。

步骤S3：将灭活后的气溶胶样本输出至检测端；

进一步的，步骤S3中，将采样管101内已完成传染性病原体灭活处理的气溶胶样本输送至气溶胶采样-上样装置中的注射针头9处，并通过注射针头9输出至检测端15上。

具体的，采样管101内气溶胶样本经过第三阀件403，由第二驱动件302驱动，将采样管101内已完成传染性病原体灭活处理的气溶胶样本泵送至第二液位检测元件6处，由注射针头9按预设的时间以及预设的输出量输出至检测端15。

步骤S4：剩余的气溶胶样本以废液形式进行收集或以留存样本形式进行收集；

进一步的，步骤S4中，通过气溶胶采样-上样装置中第二驱动件302将废液输送至气溶胶采样-上样装置中的第三存储件203内，或者通过气溶胶采样-上样装置中第二驱动件302将留存的样本液输送至气溶胶采样-上样装置中的第四存储件204内。

具体的，结束注入样本之后，剩余气溶胶样本经过第三阀件403，由第二驱动件302驱动，经过第四阀件404中与第三存储件203相连通的通道(第四阀件404中输送废液的通道导通，输送留存的样本液的通道关断)泵送至第三存储件203内，或将得到检测端15返回“阳性样本留存”信号后，经过第四阀件404中与第四存储件204相连通的通道(第四阀件404中输送留存的样本液的通道导通，输送废液的通道关断)泵送至第四存储件204内，结束上样过程。

步骤S5：对气溶胶采样-上样装置中的液路进行消毒。

进一步的，步骤S5中，将气溶胶采样-上样装置中第二存储件202内的消毒液输送至采样管101内，再通过第二驱动件302将采样管101内的消毒液分别输送至注射针头9处和第三存储件203内。

具体的，每次结束采样和上样后，均需要进行一次管路消毒，第二存储件202内的消毒液经过第一阀件401(第一阀件401中输送消毒液的通道导通，输送病毒裂解液的通道关断)，由第一驱动件301，经过第二阀件402泵送至采样管101内，再经过第三阀件403，由第二驱动件302将消毒液泵送至注射针头9处，同时还会经过第四阀件404泵送至第三存储件203内，对输液管路进行循环消毒处理。

本发明的一个具体实施例如下：对某一公共空间的生物气溶胶新冠病毒进行在线监测。将气溶胶采样-上样装置接入电源，控制器19连接上位机，启动预设控制程序；分别在第一存储件201和第二存储件202内准备病毒裂解液(如2019-nCoV病毒采集裂解液)和消毒液(如75％乙醇消毒液)；启动第一驱动件301，将第一存储件201中的病毒裂解液泵送至采样管101内，待第一液位检测元件5检测到采样管101内的液位达到4mL处时返回“液位已到达”的检测信号，启动气溶胶采样器的风机17，运行30min后结束采样；启动第二驱动件302，将采样管101内已完成传染性病原体灭活处理的气溶胶样本泵送至注射针头9处，待第二液位检测元件6检测到有液体在输液管路中时返回“液位已到达”的检测信号，并保持流速在2mL/min，定时40s，完成上样；等待检测端15的返回信号，若检测为阴性，则启动第二驱动件302，经过第三阀件403和第四阀件404将废液收集至第三存储件203内；若检测为阳性，则启动第二驱动件302，经过第三阀件403和第四阀件404将废液收集至将留存样本收集至第四存储件204内，控制器19上传数据发出警报；最后，启动第一驱动件301和第二驱动件302，打开各阀件(即：第一阀件401、第二阀件402、第三阀件403和第四阀件404)，通入消毒液，按照依次对裂解液存储位置(即；采样管101)和废液存储位置(即：第三存储件203)的顺序循环对各存储件以及相连通的液路进行消毒杀菌处理。

本发明的气溶胶采样-上样方法的特点及优点是：

该气溶胶采样-上样方法，将气溶胶样本的收集、转移、分配以及废液的收集与样本的留存等设备集成设置，摆脱了人工移液的繁琐操作以及对于专业实验室和人工的依赖，可实现全自动化气溶胶采样与液路上样，进行全场景的病原体核酸检测。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (19)

1.一种气溶胶采样-上样装置，其特征在于，包括：

采样组件，所述采样组件包括采样管，所述采样管用于采集待测空间内的气溶胶样本；

存储组件，所述存储组件包括用于存储病毒裂解液的第一存储件、用于存储消毒液的第二存储件、用于存储废液的第三存储件和用于留存样本液的第四存储件；

驱动组件，所述驱动组件包括第一驱动件和第二驱动件，所述第一存储件和所述第二存储件分别与所述第一驱动件的进口可通断地连接，所述第一驱动件的出口和所述第二驱动件的进口分别与所述采样管相连，所述第三存储件和所述第四存储件分别与所述第二驱动件的出口可通断地连接，且所述第二驱动件的出口与对外输出气溶胶样本的注射针头相连。

2.如权利要求1所述的气溶胶采样-上样装置，其特征在于，所述第一驱动件用于将所述第一存储件内的病毒裂解液输送至所述采样管内，以对所述采样管内气溶胶样本中传染性病原体进行灭活处理。

3.如权利要求2所述的气溶胶采样-上样装置，其特征在于，所述第二驱动件用于将所述采样管内已完成传染性病原体灭活处理的气溶胶样本输送至所述注射针头处，并通过所述注射针头输出至检测端上。

4.如权利要求3所述的气溶胶采样-上样装置，其特征在于，分别改变所述第三存储件和所述第四存储件与所述第二驱动件的出口的通断状态，以通过所述第二驱动件将废液和留存的样本液分别输送至所述第三存储件内和所述第四存储件内。

5.如权利要求2或3或4所述的气溶胶采样-上样装置，其特征在于，所述第一驱动件用于将所述第二存储件内的消毒液输送至所述采样管内，再通过所述第二驱动件将所述采样管内的消毒液分别输送至所述注射针头处和所述第三存储件内。

6.如权利要求1所述的气溶胶采样-上样装置，其特征在于，所述采样组件还包括沿竖向设置的采样筒，所述采样筒的上部设置有进风口，所述采样管与所述采样筒的底部连通，所述采样管上或靠近所述采样管的位置上设置有检测液位的第一液位检测元件。

7.如权利要求1所述的气溶胶采样-上样装置，其特征在于，所述第一存储件和所述第二存储件分别通过第一输液管路与所述第一驱动件的进口相连，以分别对外输送所述第一存储件中的病毒裂解液或所述第二存储件中的消毒液。

8.如权利要求7所述的气溶胶采样-上样装置，其特征在于，所述第一输液管路包括第一分支管路和第二分支管路，所述第一分支管路连接于所述第一驱动件的进口与所述第一存储件之间，所述第二分支管路连接于所述第一驱动件的进口与所述第二存储件之间，所述第一输液管路上设置有内部形成有两条通道的第一阀件，所述第一阀件内的两条通道分别与所述第一分支管路和所述第二分支管路可通断地连接。

9.如权利要求1所述的气溶胶采样-上样装置，其特征在于，所述第一驱动件的出口通过第二输液管路与所述采样管相连，所述第二输液管路上设置有第二阀件。

10.如权利要求1所述的气溶胶采样-上样装置，其特征在于，所述第二驱动件的进口通过第三输液管路与所述采样管相连，所述第三输液管路上设置有第三阀件和压力检测元件。

11.如权利要求1所述的气溶胶采样-上样装置，其特征在于，所述第二驱动件的出口通过第四输液管路与所述注射针头相连；

所述第四输液管路通过第五输液管路分别与所述第三存储件和所述第四存储件相连，以将废液输送至所述第三存储件内或将留存的样本液输送至所述第四存储件内。

12.如权利要求11所述的气溶胶采样-上样装置，其特征在于，所述第五输液管路包括第三分支管路和第四分支管路，所述第三分支管路连接于所述第四输液管路与所述第三存储件之间，所述第四分支管路连接于所述第四输液管路与所述第四存储件之间，所述第五输液管路上设置有内部形成有两条通道的第四阀件，所述第四阀件内的两条通道分别与所述第三分支管路和所述第四分支管路可通断地连接。

13.如权利要求11所述的气溶胶采样-上样装置，其特征在于，所述第四输液管路上设置有去泡器。

14.如权利要求11所述的气溶胶采样-上样装置，其特征在于，所述第四输液管路上且靠近所述注射针头的位置设置有第二液位检测元件。

15.一种气溶胶采样-上样方法，其特征在于，采用权利要求1至14中任一项所述气溶胶采样-上样装置对气溶胶进行采样和上样处理，所述方法包括如下步骤：

准备病毒裂解液；

对待测空间内的气溶胶进行采样，获得气溶胶样本；

将灭活后的气溶胶样本输出至检测端；

剩余的气溶胶样本以废液形式进行收集或以留存样本形式进行收集；

对所述气溶胶采样-上样装置中的液路进行消毒。

16.如权利要求15所述的气溶胶采样-上样方法，其特征在于，所述准备病毒裂解液包括：将所述气溶胶采样-上样装置中第一存储件内的病毒裂解液输送至所述气溶胶采样-上样装置中的采样管内，以对所述采样管内气溶胶样本中传染性病原体进行灭活处理。

17.如权利要求15所述的气溶胶采样-上样方法，其特征在于，所述将灭活后的气溶胶样本输出至检测端包括：将所述采样管内已完成传染性病原体灭活处理的气溶胶样本输送至所述气溶胶采样-上样装置中的注射针头处，并通过所述注射针头输出至检测端上。

18.如权利要求15所述的气溶胶采样-上样方法，其特征在于，所述剩余的气溶胶样本以废液形式进行收集或以留存样本形式进行收集包括：通过所述气溶胶采样-上样装置中第二驱动件将废液输送至所述气溶胶采样-上样装置中的第三存储件内，或者通过所述气溶胶采样-上样装置中第二驱动件将留存的样本液输送至所述气溶胶采样-上样装置中的第四存储件内。

19.如权利要求15所述的气溶胶采样-上样方法，其特征在于，所述对所述气溶胶采样-上样装置中的液路进行消毒包括：将所述气溶胶采样-上样装置中第二存储件内的消毒液输送至所述采样管内，再通过所述第二驱动件将所述采样管内的消毒液分别输送至所述注射针头处和所述第三存储件内。

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